JP2008170836A - 画像形成装置、プロセスカートリッジ、画像形成方法及び電子写真用現像剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】像担持体1上に静電潜像を形成し、トナー及びキャリアを含む現像装置10により現像する画像形成装置において、現像装置にトナーとキャリアとを含む補給用現像剤を補給する現像剤補給手段200と、現像装置内の現像剤を回収する現像剤回収手段300とを備え、現像剤補給手段は、補給現像剤を貯蔵するサブホッパー14を備え、かつ、補給用現像剤容器230は、少なくとも容器周壁内面に螺旋状の補給現像剤案内溝を有する円筒形状の容器に収納されるものであり、かつ、キャリアは、芯材を被覆する被覆層を有し、該被覆層中に非黒色又は非色彩色の無機微粒子を含有するものであることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図3
Description
特に、フルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置では、発色性や混色性といった観点から、ほとんどの現像装置において、トナーとキャリアを混合した2成分現像剤が使用されている。
この二成分現像方式では、トナーとキャリアとは現像装置内において撹拌され、トナーはその摩擦帯電によりキャリアから電荷を付与されると共に、キャリア外面に静電的に付着した状態となる。トナーを担持したキャリアは、現像領域へと搬送されて、現像バイアスが印加された条件下でトナーはキャリアから離れて、像担持体の潜像部分に静電的に付着し、トナー画像が形成される。このため、二成分現像方式において、高耐久で、且つ高い安定性を満足した画像を提供するためには、攪拌時に、トナーに対してキャリアから安定した帯電量が付与されることが重要であり、そのためには、長時間使用の前後においても、キャリアの帯電付与能力が安定していることが重要である。
しかしながら、補給されるキャリアは、現像装置の現像槽内に収容されているキャリアと同じものであるため、長時間使用していくうちに現像槽内では劣化したキャリアの割合が増え、画像濃度の上昇等の不具合を抑えることが困難となる。
しかしながら、これらの方法では、トナー消費の差により入れ替わるキャリア量が異なることから、現像機中の現像剤の抵抗あるいは帯電量が変化し、画像濃度の変動が発生しやすくなり、満足のいくものではなかった。
しかしながら、実際には、一つのトナー補給容器内に複数の物性の異なるキャリアを含有させた補給トナーを交じり合わないように現像装置内に順次補給することは、キャリアとトナーの比重が極端に異なることから非常に困難であると共に、キャリアに対してトナーが多いためにキャリアの劣化が生じやすく、長期にわたり安定した画像を得ることができない。
また、特許文献4に記載されているように、補給用キャリアの抵抗値を高めるため、そのキャリアコア材にコーティングするシリコンコート層のコート量を単に増やした場合には、抵抗値が高められる一方でキャリアの帯電量が低下してしまい、その結果、現像される画像の像再現性が低下したり、背景部汚れが発生するという問題がある。
二成分系現像方式に使用される粒状キャリアは、キャリア表面へのトナーのフィルミング防止、キャリア均一表面の形成、表面酸化防止、感湿性低下の防止、現像剤の寿命の延長、感光体のキャリアによるキズあるいは摩耗からの保護、帯電極性の制御または帯電量の調節等の目的で、通常、適当な樹脂材料で被覆したり(例えば、特許文献5:特開昭58−108548号公報参照。)、更に、その被覆層に種々の添加剤を添加する方法(例えば、特許文献6:特公平1−19584号公報、特許文献7:特公平3−628号公報、特許文献8:特開平6−202381号公報、特許文献9:特開平5−273789号公報参照。)が行なわれている。
更に、特許文献9には、キャリア表面に添加剤を付着させたものが提案されており、特許文献10(特開平9−160304号公報)には、被覆層厚よりも大きい導電性粒子を被覆層に含有させたものが提案されている。
また、特許文献11(特開平8−6307号公報)には、ベンゾグアナミン−n−ブチルアルコール−ホルムアルデヒド共重合体を主成分とするキャリア被覆材を用いることが提案されており、また、特許文献12(特許第2683624号公報)には、メラミン樹脂とアクリル樹脂の架橋物をキャリア被覆材として用いることが提案されている。
しかし、依然として耐久性あるいは耐熱性に問題があり、また、トナーのキャリア表面へのスペント化、それに伴う帯電量の不安定化、ならびにトナーカブリ等の発生の問題がある。さらに、耐環境性を改良する必要がある。
しかし、カラー画像形成においては、キャリア表面の膜削れや、カーボンブラックの脱離に起因するカーボンブラックのカラー画像中への移行による色汚れが懸念される。
このような現象が生じるのを抑制するための手段として、これまで様々な方法が提案されている。
また、特許文献14(特開平8−179570号公報)には、被覆層がその厚み方向にカーボンブラックの濃度勾配を持ち、該被覆層は表面に向かうほどカーボンブラック濃度が低くなり、しかも、該被覆層の表面にはカーボンブラックが存在しないキャリアが提案されている。
また、特許文献15(特開平8−286429号公報)には、芯材粒子表面に導電性カーボンを含有した内部被覆層を設け、更に、その上に白色系導電性材料を含有した表面被覆層を設けてなる2層コート型キャリアが提案されている。
しかし近年、需要者からの要望を受け、電子写真方式の画像形成装置においては、高速化の傾向が著しく、これに伴って、現像剤が受けるストレスも飛躍的に増大している。このため、特許文献13〜特許文献15の提案においても、近年の高ストレス化には対応できず、色汚れが生じるのを完全に防止するのは困難である。
また、特許文献16(特開2004−29306号公報)には補給現像剤を補給する機構が提案されている。
しかし、高速化および高画質化に伴い、補給現像剤のトナーとキャリアの濃度均一性が求められる。多量のキャリアが現像槽内に補給されると、現像槽からの補給用現像剤の排出が遅れ、一時的に現像槽内の現像剤量が多くなる。現像槽内の現像剤量が増加すると、例えば、透磁率変化により検知してトナー濃度を制御する場合、透磁率センサに対して搬送される単位時間当りの現像剤量が増加し、検出面における現像剤の密度が高くなって透磁率センサは高い透磁率を出力し、初期の基準値を維持しようとしてさらに補給用現像剤が補給されることにより、結果として基準値より高いトナー濃度で推移する。反対に、現像槽内の現像剤量が減少すると、増加した場合とは逆の現象により、基準値よりも低いトナー濃度で推移することになり、この応答の遅れが画像濃度変動を生じさせる。特許文献16においても補給現像剤のキャリア比重を規定しているが、比重の小さいキャリアはトナーとキャリアの濃度均一性はある程度は改善されるが、比重が大きい場合は満足されるものではない。また、比重の大きいキャリアを用いた場合、補給量が過多になる現象(フラッシング現象)が発生し易く、補給経路からのトナー飛散が発生する。
(1)「像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像装置により現像して可視画像とする画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記現像装置にトナーとキャリアとを含む補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置内の現像剤を回収する現像剤回収手段とを備え、前記現像剤補給手段は補給用現像剤収納容器から前記補給用現像剤を搬送し、前記補給現像剤を貯蔵するサブホッパーを備え、かつ、前記補給用現像剤容器は、少なくとも容器周壁内面に螺旋状の補給現像剤案内溝を有する円筒形状の容器に収納されるものであり、かつ、前記キャリアは、芯材を被覆する被覆層を有し、該被覆層中に非黒色又は非色彩色の無機微粒子を含有するものであることを特徴とする画像形成装置」、
(2)「前記無機微粒子が、芯材に対して被覆率が70%以上含有されており、該無機微粒子の粒子径(D)と、該被覆層膜厚(h)が、0.5<[D/h]<1.5であることを特徴とする前記第(1)項に記載の画像形成装置」、
(3)「少なくとも前記被覆層の結着樹脂がアクリル樹脂及びシリコン樹脂であることを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載の画像形成装置」、
(4)「前記キャリアの体積固有抵抗が、10[Log(Ω・cm)]以上16[Log(Ω・cm)]以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項のいずれかに記載の画像形成装置」、
(5)「前記キャリアの体積平均粒径が20μm以上65μm以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の画像形成装置」、
(6)「前記キャリアの1000(103/4π・A/m)における磁気モーメントが、40(Am2/kg)以上90(Am2/kg)以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載の画像形成装置」、
(7)「前記補給用現像剤は、トナーに対するキャリアの重量比が、3重量%以上20重量%以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(6)項のいずれかに記載の画像形成装置」、
(8)「静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能に備えられるプロセスカートリッジにおいて、前記プロセスカートリッジは、前記第(1)項乃至第(7)項のいずれかに記載の画像形成装置に備えられることを特徴とするプロセスカートリッジ」、
(9)「像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像装置により現像して可視画像とする画像形成装置を用いる画像形成方法において、前記画像形成装置は、前記現像装置にトナーとキャリアとを含む補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置内の現像剤を回収する現像剤回収手段とを備え、前記現像剤補給手段は補給用現像剤収納容器から前記補給用現像剤を搬送し、前記補給現像剤を貯蔵するサブホッパーを備え、かつ、前記補給用現像剤容器は、少なくとも容器周壁内面に螺旋状の補給現像剤案内溝を有する円筒形状の容器に収納されるものであり、かつ、前記キャリアは、芯材を被覆する被覆層を有し、該被覆層中に非黒色又は非色彩色の無機微粒子を含有するものであること特徴とする画像形成方法」、
(10)「像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像装置により現像して可視画像とする画像形成装置を用いる画像形成方法において、前記画像形成装置は、前記第(2)項乃至第(7)項のいずれかに記載の画像形成装置又は前記第(8)項に記載のプロセスカートリッジであり、前記現像装置にトナーとキャリアとを含む補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置内の現像剤を回収する現像剤回収手段とを備え、前記現像剤補給手段は補給用現像剤収納容器から前記補給用現像剤を搬送し、前記補給現像剤を貯蔵するサブホッパーを備え、かつ、前記補給用現像剤容器は、少なくとも容器周壁内面に螺旋状の補給現像剤案内溝を有する円筒形状の容器に収納されるものであること特徴とする画像形成方法」、
(11)「像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像装置により現像して可視画像とする画像形成装置に搭載された電子写真現像剤において、前記キャリアは、芯材を被覆する被覆層を有し、該被覆層中に無機微粒子を含有するものであり、前記画像形成装置は、前記現像装置にトナーとキャリアとを含む補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置内の現像剤を回収する現像剤回収手段とを備え、前記現像剤補給手段は補給用現像剤収納容器から前記補給用現像剤を搬送し、前記補給現像剤を貯蔵するサブホッパーを備え、かつ、前記補給用現像剤容器は、少なくとも容器周壁内面に螺旋状の補給現像剤案内溝を有する円筒形状の容器に収納されるものであり、かつ、前記キャリアは、芯材を被覆する被覆層を有し、該被覆層中に非黒色又は非色彩色の無機微粒子を含有するものであること特徴とする電子写真用現像剤」、
(12)「前記無機微粒子が、芯材に対して被覆率が70%以上含有されており、該無機微粒子の粒子径(D)と、該被覆層膜厚(h)が、0.5<[D/h]<1.5であることを特徴とする前記第(11)項に記載の電子写真用現像剤」、
(13)「少なくとも前記被覆層の結着樹脂がアクリル樹脂及びシリコン樹脂であることを特徴とする前記第(11)項又は第(12)項に記載の電子写真用現像剤」、
(14)「前記キャリアの体積固有抵抗が、10[Log(Ω・cm)]以上16[Log(Ω・cm)]以下であることを特徴とする前記第(11)項乃至第(13)項のいずれかに記載の電子写真用現像剤」、
(15)「前記キャリアの体積平均粒径が20μm以上65μm以下であることを特徴とする前記第(11)項乃至第(14)項のいずれかに記載の電子写真用現像剤」、
(16)「前記キャリアの1000(103/4π・A/m)における磁気モーメントが、40(Am2/kg)以上90(Am2/kg)以下であることを特徴とする前記第(11)項乃至第(15)項のいずれかに記載の電子写真用現像剤」、
(17)「前記補給用現像剤は、トナーに対するキャリアの重量比が、3重量%以上20重量%以下であることを特徴とする前記第(11)項乃至第(16)項のいずれかに記載の電子写真用現像剤」。
画像形成装置本体(100)内には、4個の像担持体である感光体(1a、1b、1c、1d)を有する画像形成ユニット(2A、2B、2C、2D)を、画像形成装置(100)に対してそれぞれ着脱可能に装着している。画像形成装置(100)の略中央に転写ベルト(8)を複数のローラ間に矢印A方向に回動可能に装着した転写装置(4)を配置している。
その転写ベルト(8)の下側の面に、画像形成ユニット(2A、2B、2C、2D)にそれぞれ設けられている感光体(1a、1b、1c、1d)が接触するように配置している。そして、その画像形成ユニット(2A、2B、2C、2D)に対応させて、それぞれ使用するトナーの色が異なる現像装置(10A、10B、10C、10D)を配置している。
画像形成ユニット(2A、2B、2C、2D)は、同一の構成をしたユニットであり、画像形成ユニット(2A)はマゼンタ色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット(2B)はシアン色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット(2C)はイエロー色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット(2D)はブラック色に対応する画像を形成する。
露光装置(6)は、各色毎に用意されたレーザダイオード(LD)方式の4つの光源と、6面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される1組のポリゴンスキャナと、各光源の光路に配置されたfθレンズ、長尺シリンドルカルレンズ等のレンズやミラーから構成されている。レーザダイオードから射出されたレーザ光はポリゴンスキャナにより偏向走査され感光体(1)上に照射される。
また、画像形成装置(100)の下部には、転写紙を収納可能な給紙カセット(7)を配設している。
図3において、現像装置(10)の上方には現像装置(10)内に新規なトナーとキャリアからなる現像剤を補給する現像剤補給装置(220)(但し図3では図示を省略)が備えられており、現像装置(10)の下方には、現像装置(10)内で過剰となった現像剤を回収する現像剤回収装置(300)が備えられている。
なお、本発明の現像剤回収装置としては、上記の構成に限られるものではなく、例えばハウジング(15)の所定の箇所に現像剤排出口を開設し、回収パイプ(331)の代わりに、現像剤回収口の近傍に現像剤排出手段としての回収スクリュー等の搬送部材を設置して、現像剤排出口から排出された現像剤を回収容器(330)に搬送することとしてもよい。
また、本実施形態の回収パイプ(331)の端部又は内部に、この回収スクリューを備えることも可能である。
まず、現像剤収容部(14)内に予め収容されている二成分現像剤が、搬送スクリュー(11a)、(11b)より攪拌されて十分に混合されるとともに摩擦帯電された後、現像ローラ(12)に供給されて、そのスリーブ(121)表面に層状に付着する。
この現像ローラ(12)に付着する層状の現像剤は、層厚規制部材(13)により所定の厚さに規制されて均一な層にされた後、スリーブ(121)の回転に伴って感光体(1)と対向する現像領域Dに搬送される。そして、この現像領域Dにおいて、画像形成装置本体(100:図1参照)側で原稿の画像に応じて感光体(1)上に形成された潜像に二成分現像剤のトナーが静電吸着して現像が行なわれ、感光体(1)上にトナー像が形成される。
感光体(1)上に形成されたトナー像は、画像形成装置本体(100)側において記録用紙としての転写材上に転写定着される。
現像剤収容部(14)において搬送スクリュー(11a)、(11b)によりトナーとキャリアが混合されると、トナーとキャリア、あるいはキャリア同士が接触し、その摩擦によりキャリア表面では膜削れが発生しやすい。
キャリアの表面膜は帯電発生箇所であるため、その膜削れの現象が顕著となると、トナーへの帯電付与能力が低下し、安定した現像特性が得られない。
この無機微粒子の一部は、被覆層に対して凸となっており、この無機微粒子により、キャリア表面は、トナーや、他のキャリア粒子との接触による衝撃が緩和される。このため、キャリア表面の膜削れが発生する割合が大きく抑えられる。また、この無機微粒子により、攪拌時にキャリア表面に付着したトナーのスペント成分が掻き落とされ、トナースペントの発生が防止される。
キャリア表面の膜削れや、キャリア表面におけるトナースペントの発生が顕著となると、キャリアの電気抵抗値及び現像剤の帯電量の低下が誘発されるため、安定した現像特性が得られない。
更に、キャリアの抵抗値の低下により、ベタ画像部におけるキャリア付着の現象が発生しやすくなり、現像剤収容器(14)内の現像剤量減少による画像劣化及び耐久性悪化が発生すると共に、画像上にキャリアが付着することにより画像の精細性が低下する。
本発明の画像形成装置において用いられるキャリアについては、後に詳述する。
現像剤補給装置(220)に備えられた現像剤収容器(230)の内部は、容器周壁内面に螺旋状の補給現像剤案内溝を有する円筒形状の容器あり、現像装置(10)の現像剤収容部(14)に補給される新規なトナーとキャリアは、現像剤収容器(230)内部に収容されている。図2には現像剤収容器(230)は開口部を該補給用現像剤導入部に向けて保持する容器保持手段と、該容器をその中心軸の周りを回転するように回転駆動する駆動手段とを備えた現像剤補給装置(220)に着脱自在に配置される。
この搬送チューブ(240)は、好ましくは、フレキシブルで耐トナー性に優れたポリウレタン、ニトリル、EPDM等のゴム材料で形成されたものを利用する。
また、現像剤補給装置(220)は、現像剤収納容器としての現像剤収容器(230)を支持するためのハウジング(38)を有しており、このハウジング(38)は樹脂等の剛性の高い材料で形成されている。
上記制御部は、現像装置(10)からトナー濃度が不足した旨の信号を受け取ることで、現像剤補給動作を開始する。この現像剤補給動作では、まず、現像剤収容器(230)を回転駆動させ、モーノポンプ(260)を駆動させて、搬送チューブ(240)を介して現像剤の吸引搬送を行ない、サブホッパー(14)に現像剤を搬送する。
この空気によって、現像剤収容器(230)から供給される現像剤は、攪拌されて、空気を多く内包した状態となり、流動化が促進される。流動化されることでトナーとキャリアの偏析がある程度は拡散される。また、トナーとキャリアが偏析した状態で搬送されると、一時的に補給量が過多になる現象(フラッシング現象)が発生するが、吸引効果にてトナー飛散を防止することができる。
現像剤収容器(230)内におけるキャリアに対するトナーの重量存在比が、3重量%未満であると、現像剤収納部材内でキャリア同士が凝集して、現像装置(10)への安定した供給性が得られない。また、20重量%を超えると、現像装置(10)に供給されるキャリアの量が、トナーの量に対して不足し、現像装置(10)内において安定したトナー帯電量が得られない。
本発明の電子写真用キャリア(以下、単にキャリアと示す。)は、芯材と、この芯材を被覆する被覆層とを有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
被覆層は、少なくとも結着樹脂、及び無機微粒子を含んでなり、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
被覆率=(Ds*ρs*W)/(4*Df*ρf)*100
(Ds:キャリア芯材粒径、ρs:キャリア芯材真比重、W:キャリア芯材に対する無機微粒子の添加量の比、Df:無機微粒子の粒径、ρf:無機微粒子の真比重)
<測定条件>
回転速度:2000rpm
最大粒度:2.0μm
最小粒度:0.1μm
粒度間隔:0.1μm
分散媒粘度:0.59mPa・s
分散媒密度:0.87g/cm3
粒子密度:無機微粒子の密度は乾式自動嵩密度計アキュピック1330(島津製作所社製)を用い測定した真比重値を入力
被覆率が70%未満では経時の膜削れにてキャリア芯材表面が露出してしまう確率が高くなり、局所的に抵抗の低下が発生し、そのような状態が存在するキャリアがベタ画像中に現像してしまい、画像中に白抜けが発生してしまう。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブチルアセテート、などが挙げられる。
前記焼付としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
本発明において使用されるキャリアの芯材は、体積平均粒径が20μm以上65μm以下であることで、改善効果が顕著である。これは、体積平均粒径が20μm未満の場合は、粒子の均一性が低下することと、マシン側で充分使いこなす技術が確立できていないことにより、キャリア付着などの問題が生じ好ましくない。一方、65μmを越える場合には、キャリアスジ等の発生や、画像細部の再現性が悪く精細な画像が得られないので、好ましくない。特に、近年の高画質化に対しては、25〜50μmがより好ましい。
芯材としては、特に制限はなく、電子写真用二成分キャリアとして公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル、が好適に挙げられる。また、近年著しく進む環境面への影響を配慮し、フェライトであれば、従来の銅−亜鉛系フェライトではなく、例えば、Mn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、Mn−Mg−Srフェライト等を用いることが好適である。
本発明の画像形成装置に使用される現像剤は、上述の電子写真用キャリアと、トナーとを含んでなる。
トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含んでなり、離型剤、帯電制御剤、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。現像剤のトナーとキャリアの混合割合は、キャリア100重量部に対しトナー1〜10.0重量部である。
ここで、本発明でいうトナーについて詳しく説明することにする。本発明でいうトナーとは、モノクロトナー、カラートナー、フルカラートナーを問わず、一般的にいうトナー全てを含む。例えば、従来より用いられている混練粉砕型のトナーや、近年用いられるようになってきた多種の重合トナーなどが挙げられる。更に、離型剤を有するいわゆるオイルレストナーも用いることができる。本発明のキャリアは耐スペント性が優れているため、長期にわたり良好な品質を維持できる。特にオイルレスフルカラートナーにおいては、結着樹脂が軟らかいため一般的にスペントし易いと言われるが、本発明のキャリアは非常に向いていると言える。
また、これら着色剤は1種または2種以上を使用することができる。
(実施例1)
[キャリア被覆層]
・シリコン樹脂溶液 352.0重量部
[固形分20重量%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・アミノシラン 0.60重量部
[固形分100重量%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・無機微粒子A:酸化アルミニウム AKP−30(住友化学工業社製)
粒径;0.40μm、真比重;3.9g/cm3 92.9重量部
・無機微粒子B:酸化チタン MT−150A(テイカ社製)
粒径;0.15μm 25.8重量部
・トルエン 380重量部
をホモミキサーで15000rpm、10分間分散し、シリコン樹脂被覆膜形成溶液を得た。芯材としてF−300(パウダーテック社製)Cu−Znフェライト粉:平均粒径;55μm、真比重;5.2を5000重量部を用い、上記被覆膜形成溶液を液流量40g/minにて芯材表面に膜厚0.40μmになるように、スピラコーター(岡田精工社製)によりコーター内温度40℃で塗布し乾燥した。このときの得られたキャリアを電気炉中にて200℃で1時間放置して焼成した。冷却後キャリアバルクを目開き90μmの篩を用いて解砕し、D/h:1.0、体積固有抵抗:14.9[Log(Ω・cm)]、磁化:65Am2/kgの[キャリア1]を得た。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が85%であった。
芯材の平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計(日機装株式会社)のSRAタイプを使用し、0.7μm以上、125μm以下のレンジ設定で行なったものを用いた。
(トナーバインダーの合成)
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸276部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート188部と2時間反応を行ないイソシアネート含有プレポリマー(1)を得た。次いでプレポリマー(1)267部とイソホロンジアミン14部を50℃で2時間反応させ、重量平均分子量64000のウレア変性ポリエステル(1)を得た。上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、テレフタル酸276部を常圧下、230℃で8時間重縮合し、次いで10〜15mmHgの減圧で5時間反応して、ピーク分子量5000の変性されていないポリエステル(a)を得た。ウレア変性ポリエステル(1)200部と変性されていないポリエステル(a)800部を酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(1)の酢酸エチル/MEK溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー(1)を単離した。Tgは62℃であった。
ビーカー内に前記のトナーバインダー(1)の酢酸エチル/MEK溶液240部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20部、C.I.Pigment Yellow154の生顔料4部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させた。ビーカー内にイオン交換水706部、ハイドロキシアパタイト10%懸濁液(日本化学工業(株)製スーパタイト10)294部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。ついで60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12000rpmに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間攪拌した。ついでこの混合液を攪拌棒および温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去した。分散スラリーを減圧濾過した後、濾過ケーキを得た。
(i):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(ii):(i)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(iii):(ii)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(iv):(iii)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行ない、ケーキ状物を得た。これを、[濾過ケーキ1]とする。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥した。
その後、水90部に対して[濾過ケーキ1]15部を加えて、これにフッ素化合物を0.0005部分散させることで、トナー粒子表面にフッ素化合物(2)を付着させた後、循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥した。その後目開き75μmメッシュで篩い、トナー母体粒子を得た。これを、[トナー母体粒子1]とする。上記で得られた[トナー母体粒子1]100部に対して、外添剤として疎水性シリカ1.5部と、疎水化酸化チタン0.7部をヘンシェルミキサーにて2000rpm×30秒、5サイクルで混合処理し、トナーを得た。これを、[トナー1]とする。
こうして得た[トナー1]5部と[キャリア1]95部を混合攪拌し、トナー濃度5重量%の現像剤を得た。また、[トナー1]90部と[キャリア1]10部を現像剤収納容器に充填し補給用現像剤を得た。トナー色汚れ、キャリア付着、画像濃度、耐久性(帯電低下量、抵抗変化量)を評価した結果を表2に示す。
[色汚れ]
市販のデジタルフルカラープリンタ(リコー社製imagio MP C4500)にて0.5%画像面積の画像チャートを30,000枚までランニングした後でのイエロー単色画像のΔE値の評価を行なった。初期および30000枚後のイエロー単色画像を出力し、下記式に従って、ΔE値を求める。ΔEが2以下は色汚れがない(○)、ΔEが2〜4は色汚れが目立たず(△)色調変化は指摘されない、ΔEが4以上は明らかに色汚れが目立ち(×)色調変化を指摘される。
画像出力後、画像濃度をX−RITE938(x−rite社製)により測定。イエロー画像濃度が1.4±0.5のポイントでのCIE L*、CIE a*、CIE b*を3点測定し平均値を求め、下記式に代入し、ΔE値を算出する。
ΔE=√((初期L*)2+(初期a*)2+(初期b*)2)−√((ラン後L*)2+(ラン後a*)2+(ラン後b*)2)
市販のデジタルフルカラープリンタ(リコー社製imagio MP C4500)改造機に現像剤をセットし、帯電電位DC740V、現像バイアス600Vに設定(地肌ポテンシャルを140Vに固定)し、ドット形成ハーフトーンを現像した感光体表面に付着しているキャリア個数をルーペ観察により5視野カウントし、その平均の100cm2当たりのキャリア付着個数をもってエッジキャリア付着量とした。評価は、◎:20個以下、○:21個以上60個以下、△:61個以上80個以下、×:81個以上とし、◎○△を合格とし×を不合格とした。
また、白抜け(画像部)は帯電電位DC740V、現像バイアス600Vに設定(地肌ポテンシャルを140Vに固定)し、全面ベタ画像(A3サイズ)を出力し、画像上の白抜けした個数をカウントした。評価は、◎:5個以下、○:6個以上10個以下、△:11個以上20個以下、×:21個以上とし、◎○△を合格とし×を不合格とした。
市販のデジタルフルカラープリンタ(リコー社製imagio MP C4500)改造機に現像剤をセットし、単色モードで0.5%および50%画像面積の画像チャートを3,000毎に交互にランニングさせ、300,000枚ランニング出力するまでの、ベタ画像をリコー社製6000ペーパーに画像出力後、画像濃度をX−Rite(X−Rite社製)により測定を行なった。表2に、測定値が、平均値±0.15以下の場合は◎で、平均値±0.30以下の場合は○で、平均値±0.4以下の場合は△で、および、平均値±0.41以上の場合は×で表示した。ここでのプリンタの改造は図4に示されるような容器周壁内面に螺旋状の突条部が設けられた現像剤収容器へ変更し、現像剤収納容器より補給現像剤を搬送し、貯蔵するサブホッパー部分を備えている。トナー濃度センサ等の検知信号に応じて駆動し適量の現像剤をサブホッパーから現像装置に供給するように改造されている。
市販のデジタルフルカラープリンタ(リコー社製imagio MP C4500)改造機(上記と画像濃度1と同じ改造)に現像剤をセットし、単色モードで50%画像面積の画像チャートにて300,000枚のランニング評価を行なった。そして、このランニングを終えた現像剤の帯電低下量をもって判断した。また、抵抗低下量は単色モードにて0.5%画像面積の画像チャートで300,000枚のランニング評価を行なった。そして、このランニングを終えたキャリアの抵抗低下量をもって判断した。
被覆層処方が以下に記す、アクリル樹脂系とシリコン樹脂系の混合系に変更した以外は実施例1と同様にして、D/h:1.1、体積固有抵抗:15.4[Log(Ω・cm)]、磁化:65Am2/kgの[キャリア2]を得た。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が98%であった。
・アクリル樹脂溶液(固形分50重量%) 49.7重量部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 14.1重量部
・酸性触媒(固形分40重量%) 0.28重量部
・シリコン樹脂溶液 176.1重量部
[固形分20重量%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・アミノシラン 0.60重量部
[固形分100重量%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・無機微粒子A:酸化アルミニウム AKP−30(住友化学工業社製)
粒径;0.40μm、真比重;3.9g/cm3 106.8重量部
・無機微粒子B:酸化チタン MT−150A(テイカ社製)
粒径;0.15μm 25.8重量部
・トルエン 450重量部
こうして得た[キャリア2]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し評価を行なった。結果を表2に示す。
実施例1において無機酸化微粒子A、Bを添加しなかった以外は実施例1と同様にして、体積固有抵抗:15.8[Log(Ω・cm)]、磁化:66Am2/kgの[キャリア3]を得た。こうして得た[キャリア3]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し評価を行なった。結果を表2に示す。
被覆層処方が以下に記す、アクリル樹脂系とシリコン樹脂系の処方比を変更した以外は実施例2と同様にして、D/h:2.0、体積固有抵抗:13.1[Log(Ω・cm)]、磁化:66Am2/kgの[キャリア4]を得た。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が72%であった。
・アクリル樹脂溶液(固形分50重量%) 10.9重量部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 3.10重量部
・酸性触媒(固形分40重量%) 0.06重量部
・シリコン樹脂溶液 137.5重量部
[固形分20重量%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・アミノシラン 0.30重量部
[固形分100重量%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・無機微粒子A:酸化アルミニウム AKP−30(住友化学工業社製)
粒径;0.40μm、真比重;3.9g/cm3 78.5重量部
・無機微粒子B:酸化チタン MT−150A(テイカ社製)
粒径;0.15μm 12.9重量部
・トルエン 200重量部
こうして得た[キャリア4]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し評価を行なった。結果を表2に示す。
被覆層処方が以下に記す、アクリル樹脂系とシリコン樹脂系の処方比を変更した以外は実施例2と同様にして、D/h:0.4、体積固有抵抗:14.5[Log(Ω・cm)]、磁化:64Am2/kgの[キャリア5]を得た。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が107%であった。
・アクリル樹脂溶液(固形分50重量%) 36.8重量部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 10.5重量部
・酸性触媒(固形分40重量%) 0.20重量部
・シリコン樹脂溶液 464.2重量部
[固形分20重量%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・アミノシラン 1.01重量部
[固形分100重量%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・無機微粒子C:導電性処理アルミナ EC−700(チタン工業社製)
粒径;0.42μm、真比重;3.7g/cm3 116.1重量部
・無機微粒子B:酸化チタン MT−150A(テイカ社製)
粒径;0.15μm 43.5重量部
・トルエン 700重量部
こうして得た[キャリア5]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し評価を行なった。結果を表2に示す。
被覆層処方が以下に記す、アクリル樹脂系とシリコン樹脂系の処方比を変更した以外は実施例2と同様にして、D/h:0.6、体積固有抵抗:16.3[Log(Ω・cm)]、磁化:64Am2/kgの[キャリア5]を得た。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が100%であった。
・アクリル樹脂溶液(固形分50重量%) 28.6重量部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 8.1重量部
・酸性触媒(固形分40重量%) 0.16重量部
・シリコン樹脂溶液 360.9重量部
[固形分20重量%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・アミノシラン 0.79重量部
[固形分100重量%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・無機微粒子A:酸化アルミニウム AKP−30(住友化学工業社製)
粒径;0.40μm、真比重;3.9g/cm3 109.1重量部
・無機微粒子B:酸化チタン MT−150A(テイカ社製)
粒径;0.15μm 33.9重量部
・トルエン 550重量部
こうして得た[トナー1]と[キャリア6]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し、評価を行なった。結果を表2に示す。
キャリアの重量平均粒径が18μm(真比重5.7)を用い、被覆層処方が以下に記す通り以外は実施例1と同様にして、D/h:0.9、体積固有抵抗:15.7[Log(Ω・cm)]、磁化:66Am2/kgの[キャリア8]を得た。
・アクリル樹脂溶液(固形分50重量%) 68.4重量部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 19.4重量部
・酸性触媒(固形分40重量%) 0.38重量部
・シリコン樹脂溶液 864.4重量部
[固形分20重量%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・アミノシラン 0.46重量部
[固形分100重量%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・無機微粒子B:酸化チタン MT−150A(テイカ社製)
粒径;0.15μm 33.9重量部
・無機微粒子A:酸化アルミニウム AKP−30(住友化学工業社製)
粒径;0.40μm、真比重;3.9g/cm3] 215重量部
・トルエン 800重量部
こうして得た[キャリア7]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し、評価を行なった。結果を表2に示す。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が71%であった。
キャリアの重量平均粒径が71μm(真比重5.3)、被覆層処方が以下に記す通り以外は実施例1と同様にして、D/h:0.6、体積固有抵抗:13.5[Log(Ω・cm)]、磁化:69Am2/kgの[キャリア8]を得た。
・アクリル樹脂溶液(固形分50重量%) 34.2重量部
・グアナミン溶液(固形分70重量%) 9.7重量部
・酸性触媒(固形分40重量%) 0.19重量部
・シリコン樹脂溶液 292.9重量部
[固形分20重量%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・アミノシラン 0.42重量部
[固形分100重量%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・無機微粒子B:酸化チタン MT−150A(テイカ社製)
粒径;0.15μm 13.9重量部
・無機微粒子A:酸化アルミニウム AKP−30(住友化学工業社製)
粒径;0.40μm、真比重;3.9g/cm3] 60重量部
・トルエン 800重量部
こうして得た[キャリア8]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し、評価を行なった。結果を表2に示す。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が72%であった。
実施例2において、磁化の低い52μm焼成フェライト(真比重5.3)を用い、磁化が35Am2/kgに変更になった以外は同様にして、D/h:1.1、体積固有抵抗:15.9[Log(Ω・cm)]の[キャリア9]を得た。こうして得た[キャリア9]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し、評価を行なった。結果を表2に示す。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が94%であった。
実施例2において、磁化の高い54μm焼成マグネタイト(真比重5.5)を用い、磁化が93Am2/kgに変更になった以外は同様にして、D/h:1.1、体積固有抵抗:14.1[Log(Ω・cm)]の[キャリア10]を得た。こうして得た[キャリ10]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し、評価を行なった。結果を表2に示す。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が102%であった。
実施例1において、無機微粒子添加量を92.9重量部から45.4重量部へと減量した以外は同様にして、D/h:1.0、体積固有抵抗:13.5[Log(Ω・cm)]、磁化:65Am2/kgの[キャリア11]を得た。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が41%であった。こうして得た[キャリア11]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し、評価を行なった。結果を表2に示す。
実施例2において、キャリア芯材をF−300(パウダーテック社製)からSM−350NV(同和鉄粉鉱業社製)マグネタイト粉:平均粒径;52μm、真比重;5.1に変更した以外は同様にして、D/h:1.1、体積固有抵抗:14.8[Log(Ω・cm)]、磁化:71Am2/kgの[キャリア12]を得た。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が91%であった。こうして得た[キャリア12]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化し、評価を行なった。結果を表2に示す。
実施例12のトナー濃度5重量%の現像剤を用いた。また、[トナー1]99部と[キャリア12]1部を現像剤収納容器に充填し補給用現像剤を得た。結果を表2に示す。
実施例12のトナー濃度5重量%の現像剤を用いた。また、[トナー1]75部と[キャリア12]25部を現像剤収納容器に充填し補給用現像剤を得た。結果を表2に示す。
[トナー2]
・結着樹脂:ポリエステル樹脂 100部
・離型剤:カルナウバワックス 6部
・帯電制御剤:E−84[オリエント化学工業社製] 1.5部
・着色剤:C.I.PigmentYellow154 4部
上記材料をヘンシェルミキサーにより混合し、2本ロールで120℃で40分溶融混練し、冷却後、ハンマーミルで粗粉砕後、エアージェット粉砕機で微粉砕し得られた微粉末を分級して重量平均粒径5μmのトナー母体粒子2を作った。上記で得られた[トナー母体粒子2]100部に対して、外添剤として疎水性シリカ1.5部と、疎水化酸化チタン0.7部をヘンシェルミキサーにて2000rpm×30秒、5サイクルで混合処理し、トナーを得た。これを、[トナー2]とする。
こうして得た[トナー2]5部と実施例1での[キャリア1]95部を混合攪拌し、トナー濃度5重量%の現像剤を得た。また、[トナー2]90部と[キャリア1]10部を現像剤収納容器に充填し補給用現像剤を得た。トナー色汚れ、キャリア付着、画像濃度、耐久性(帯電低下量、抵抗変化量)を評価した結果を表2に示す。
[キャリア被覆層]
・シリコン樹脂溶液 432.2重量部
[固形分23重量%(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・アミノシラン 0.66重量部
[固形分100重量%(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)]
・無機微粒子A:酸化アルミニウム AKP−30(住友化学工業社製)
粒径;0.40μm、真比重;3.9g/cm3 92.9重量部
・カーボンブラック MA100R(三菱化学工業株式会社 製) 20重量部
・トルエン 300重量部
をホモミキサーで10分間分散し、シリコン樹脂被覆膜形成溶液を得た。芯材としてF−300(パウダーテック社製)Cu−Znフェライト粉:平均粒径;55μm、真比重;5.2を5000重量部を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚0.35μmになるように、スピラコーター(岡田精工社製)によりコーター内温度40℃で塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて200℃で1時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き63μmの篩を用いて解砕し、D/h:1.0、体積固有抵抗:12.9[Log(Ω・cm)]、磁化:68Am2/kgの[キャリア13]を得た。このときの樹脂被覆層中に含まれる無機酸化粒子は芯材に対して被覆率が93%であった。こうして得た[キャリア13]と[トナー1]を、実施例1と同様の方法により現像剤化した。
市販のデジタルフルカラープリンタ(リコー社製imagio MP C4500)改造機に現像剤をセットし、単色モードで0.5%および50%画像面積の画像チャートを3,000毎に交互にランニングさせ、300,000枚ランニング出力するまでの、ベタ画像をリコー社製6000ペーパーに画像出力後、画像濃度をX−Rite(X−Rite社製)により測定を行なった。表2に、測定値が、平均値±0.15以下の場合は◎で、平均値±0.30以下の場合は○で、平均値±0.4以下の場合は△で、および、平均値±0.41以上の場合は×で表示した。ここでのプリンタの改造は、現像剤収納容器の容器周壁内面に螺旋状の突条部が設けられた現像剤収容器へ変更し、現像剤収納容器より補給現像剤を搬送し、直接、現像装置に供給するように改造されている。
市販のデジタルフルカラープリンタ(リコー社製imagio MP C4500)改造機(上記と画像濃度2と同じ改造)に現像剤をセットし、単色モードで50%画像面積の画像チャートにて300,000枚のランニング評価を行なった。そして、このランニングを終えた現像剤の帯電低下量をもって判断した。また、抵抗低下量は単色モードにて0.5%画像面積の画像チャートで300,000枚のランニング評価を行なった。そして、このランニングを終えたキャリアの抵抗低下量をもって判断した。
実施例1のトナー濃度5重量%の現像剤を用いた。また、[トナー1]90部と[キャリア1]10部を現像剤収納容器に充填し補給用現像剤を使用した。
市販のデジタルフルカラープリンタ(リコー社製imagio MP C4500)改造機に現像剤をセットし、単色モードで0.5%および50%画像面積の画像チャートを3,000毎に交互にランニングさせ、300,000枚ランニング出力するまでの、ベタ画像をリコー社製6000ペーパーに画像出力後、画像濃度をX−Rite(X−Rite社製)により測定を行なった。表2に、測定値が、平均値±0.15以下の場合は◎で、平均値±0.30以下の場合は○で、平均値±0.4以下の場合は△で、および、平均値±0.41以上の場合は×で表示した。ここでのプリンタの改造は[画像濃度1]での現像剤収納容器の容器周壁内面の螺旋状の突条部を削除した現像剤収容器へ変更し、現像剤収納容器より補給現像剤を搬送し、貯蔵するサブホッパー部分を備えている。トナー濃度センサ等の検知信号に応じて駆動し適量の現像剤をサブホッパーから現像装置に供給するように改造されている。
市販のデジタルフルカラープリンタ(リコー社製imagio MP C4500)改造機(上記と画像濃度3と同じ改造)に現像剤をセットし、単色モードで50%画像面積の画像チャートにて300,000枚のランニング評価を行なった。そして、このランニングを終えた現像剤の帯電低下量をもって判断した。また、抵抗低下量は単色モードにて0.5%画像面積の画像チャートで300,000枚のランニング評価を行なった。そして、このランニングを終えたキャリアの抵抗低下量をもって判断した。
評価については[画像濃度][耐久性]については補給現像剤の補給方式を変更した以外は実施例1〜14同様な内容を実施した。評価結果は表2に示す。
実施例1のトナー濃度5重量%の現像剤を用いた。また、補給用現像剤は[トナー1]のみ現像剤収納容器に充填し補給用現像剤を使用した。
一方、比較例1では、色汚れが発生し、実用上使用できない結果となった。また、画像濃度安定性が悪く、安定した画像が得られなかった。さらに、補給現像剤搬送部よりトナーが飛散しており、機内を汚していることが確認された。比較例2では30,000枚までの結果は良好であったが、150,000枚では抵抗低下してしまい、白抜け画像が発生した。また、帯電低下も発生しており、評価を途中で中断した。補給容器内を確認したところ、補給用現像剤のキャリアがほとんど補給されていないことが確認された。比較例3でも30,000枚までの結果は良好であったが、150,000枚では抵抗低下してしまい、白抜け画像が発生した。また、帯電低下も発生しており、評価を途中で中断した。
1a、1b、1c、1d 感光体
2A、2B、2C、2D 画像形成ユニット
3 帯電ユニット
4 転写装置
5 廃トナー回収スクリュー
6 露光装置
7 給紙カセット
8 転写ベルト
9 定着装置
10 現像装置
10A、10B、10C、10D 現像装置
11 搬送スクリュー
11a 現像ローラへの供給スクリュー
11b 供給トナーを現像剤に供給する攪拌スクリュー
12 現像ローラ
13 ドクターブレード(層厚規制部材)
14 サブホッパー(現像剤収容部)
14a、14b 収容空間
14c 隔壁
15 ハウジング
15a 補給口
23 現像剤流路
38 ハウジング
38a 内管
38b 外管
51 排紙路
52 排紙ローラ対
53 排紙トレイ
54 紙吸着ローラ
55 レジストローラ対
100 装置本体
120 マグネットロール
121 スリーブ
200 現像剤補給装置
200A、200B、200C、200D 現像剤補給装置
220 現像剤補給器
223 フィードスクリュー
226 駆動モータ
227 ジョイント(モーノ電磁スクラッチ)
230 現像剤収容器
240 搬送チューブ
260 モーノポンプ
300 現像剤回収装置
301 帯電ローラ
330 回収容器
331 回収パイプ
331a 開口
D 現像領域
G0 スタート用の二成分現像剤
G1 補給用の二成分現像剤
G2 回収現像剤
(図4について)
1 突条部
2 吐出口
t 現像剤
230 現像剤収容容器
(図6について)
h1、h2、h3、h4 被覆層の厚み
D 無機微粒子の粒子径
(図7について)
31 セル
32a、32b 電極
33 キャリア
Claims (17)
- 像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像装置により現像して可視画像とする画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記現像装置にトナーとキャリアとを含む補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置内の現像剤を回収する現像剤回収手段とを備え、前記現像剤補給手段は補給用現像剤収納容器から前記補給用現像剤を搬送し、前記補給現像剤を貯蔵するサブホッパーを備え、かつ、前記補給用現像剤容器は、少なくとも容器周壁内面に螺旋状の補給現像剤案内溝を有する円筒形状の容器に収納されるものであり、かつ、前記キャリアは、芯材を被覆する被覆層を有し、該被覆層中に非黒色又は非色彩色の無機微粒子を含有するものであることを特徴とする画像形成装置。
- 前記無機微粒子が、芯材に対して被覆率が70%以上含有されており、該無機微粒子の粒子径(D)と、該被覆層膜厚(h)が、0.5<[D/h]<1.5であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 少なくとも前記被覆層の結着樹脂がアクリル樹脂及びシリコン樹脂であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記キャリアの体積固有抵抗が、10[Log(Ω・cm)]以上16[Log(Ω・cm)]以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記キャリアの体積平均粒径が20μm以上65μm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記キャリアの1000(103/4π・A/m)における磁気モーメントが、40(Am2/kg)以上90(Am2/kg)以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記補給用現像剤は、トナーに対するキャリアの重量比が、3重量%以上20重量%以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能に備えられるプロセスカートリッジにおいて、前記プロセスカートリッジは、請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成装置に備えられることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像装置により現像して可視画像とする画像形成装置を用いる画像形成方法において、前記画像形成装置は、前記現像装置にトナーとキャリアとを含む補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置内の現像剤を回収する現像剤回収手段とを備え、前記現像剤補給手段は補給用現像剤収納容器から前記補給用現像剤を搬送し、前記補給現像剤を貯蔵するサブホッパーを備え、かつ、前記補給用現像剤容器は、少なくとも容器周壁内面に螺旋状の補給現像剤案内溝を有する円筒形状の容器に収納されるものであり、かつ、前記キャリアは、芯材を被覆する被覆層を有し、該被覆層中に非黒色又は非色彩色の無機微粒子を含有するものであること特徴とする画像形成方法。
- 像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像装置により現像して可視画像とする画像形成装置を用いる画像形成方法において、前記画像形成装置は、請求項2乃至7のいずれかに記載の画像形成装置又は請求項8に記載のプロセスカートリッジであり、前記現像装置にトナーとキャリアとを含む補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置内の現像剤を回収する現像剤回収手段とを備え、前記現像剤補給手段は補給用現像剤収納容器から前記補給用現像剤を搬送し、前記補給現像剤を貯蔵するサブホッパーを備え、かつ、前記補給用現像剤容器は、少なくとも容器周壁内面に螺旋状の補給現像剤案内溝を有する円筒形状の容器に収納されるものであること特徴とする画像形成方法。
- 像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像装置により現像して可視画像とする画像形成装置に搭載された電子写真現像剤において、前記キャリアは、芯材を被覆する被覆層を有し、該被覆層中に無機微粒子を含有するものであり、前記画像形成装置は、前記現像装置にトナーとキャリアとを含む補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置内の現像剤を回収する現像剤回収手段とを備え、前記現像剤補給手段は補給用現像剤収納容器から前記補給用現像剤を搬送し、前記補給現像剤を貯蔵するサブホッパーを備え、かつ、前記補給用現像剤容器は、少なくとも容器周壁内面に螺旋状の補給現像剤案内溝を有する円筒形状の容器に収納されるものであり、かつ、前記キャリアは、芯材を被覆する被覆層を有し、該被覆層中に非黒色又は非色彩色の無機微粒子を含有するものであること特徴とする電子写真用現像剤。
- 前記無機微粒子が、芯材に対して被覆率が70%以上含有されており、該無機微粒子の粒子径(D)と、該被覆層膜厚(h)が、0.5<[D/h]<1.5であることを特徴とする請求項11に記載の電子写真用現像剤。
- 少なくとも前記被覆層の結着樹脂がアクリル樹脂及びシリコン樹脂であることを特徴とする請求項11又は12に記載の電子写真用現像剤。
- 前記キャリアの体積固有抵抗が、10[Log(Ω・cm)]以上16[Log(Ω・cm)]以下であることを特徴とする請求項11乃至13のいずれかに記載の電子写真用現像剤。
- 前記キャリアの体積平均粒径が20μm以上65μm以下であることを特徴とする請求項11乃至14のいずれかに記載の電子写真用現像剤。
- 前記キャリアの1000(103/4π・A/m)における磁気モーメントが、40(Am2/kg)以上90(Am2/kg)以下であることを特徴とする請求項11乃至15のいずれかに記載の電子写真用現像剤。
- 前記補給用現像剤は、トナーに対するキャリアの重量比が、3重量%以上20重量%以下であることを特徴とする請求項11乃至16のいずれかに記載の電子写真用現像剤。
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